1000일 동안 코로나19 최전선에 있던 질병청 실험실
첫 코로나19 확진자, 오미크론 유입 등 확인
코로나19 발생 한달 전 모의훈련, 성공적 초기대응으로 이어져
“당분간은 오미크론이 유행 주도할 것”

충북 청주시 오송에 있는 질병관리청 연구실에는 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 감염자의 검체와 시약이 든 장비 수십 개가 빼곡히 놓여 있었다. 하얀 가운을 입고 마스크와 장갑을 낀 연구원들은 분리된 공간에서 검체를 처리하고 RNA(리보핵산)를 뽑아내 유전물질과 시약을 섞는 과정을 반복했다.

질병관리청 병원체 진단실에서 연구원이 코로나19 감염자의 검체를 처리하고 있다. 이곳에서 바이러스를 죽이는 등 전처리 과정을 거친다. 청주=이정한 기자

이곳에서 국내 코로나19 첫 확진자가 진단됐고, 오미크론 변이와 원숭이두창이 처음 확인됐다. 김일환 질병청 신종병원체분석과 연구관은 “알파·베타·감마, 오미크론, BA.2.75 등을 (여기서) 분석해 보도할 수 있었다”며 “처음 변이가 나왔을 때는 굉장히 힘들었는데 저희도 역량을 키우고 실험실 규모도 확장해 (극복해)온 것 같다”고 돌아봤다.

19일 질병청에 따르면 2020년 1월20일 국내 첫 코로나19 확진자가 나오고 지난 15일로 1000일을 맞았다. 2년9개월간 우리를 비롯한 전 세계가 미지의 감염병과 싸워왔는데, 그 최전선에서 바이러스를 진단하고 분석하는 ‘파수꾼’ 역할을 해온 질병청의 연구시설이 코로나19 사태 이후 처음으로 공개됐다.

◆바이러스 진단·검사 ‘커맨드센터’

질병청 3동에는 감염병진단분석국 유전자검사실과 염기서열분석실이 4층과 5층 두 층에 나뉘어 있다. 이곳은 전국 5개의 권역별 질병대응센터와 국방부 등 31곳의 바이러스 진단·검사·분석을 총괄하는 ‘지휘본부’(커맨드센터)다. 코로나19 발생 직후인 2020년 1월말 코로나19 검사법이 전국에 전파됐지만, 염기서열분석(시퀀싱·Sequencing)은 질병청만 할 수 있었다. 김은진 질병청 신종병원체분석과장은 그해 상반기 대구 신천지발 1차 유행까지 “전 직원이 12시간, 18시간을 기본으로 일했다”고 말했다.

현재 질병청은 국내 코로나19 변이 감시를 위해 한 주에 유전자증폭(PCR) 검사로 채취한 검체 1600건 이상을 표본으로 확보해 분석하고 있다.

변이분석 방법은 △전장유전체 분석 △타겟유전체 분석 △변이PCR 분석으로 나뉜다. 약 3만개의 바이러스 전체 염기서열을 분석하는 전장유전체 분석은 바이러스를 가장 정교하게 분석해 코로나19 변이형과 모든 세부계통을 구분할 수 있다. 하지만 분석하는 데 5∼7일이 걸리고, 전문인력과 비싼 분석 장비가 필요하다.

전장유전체 분석 시 3만개의 염기서열을 300개 단위로 균일하게 잘라 ‘라벨’을 붙이는 ‘라이브러리 제작’ 작업을 하는 장비. 질병청 제공

타겟유전체 분석은 3만개 중 4000∼5000개의 일부 ‘타겟한’ 염기서열을 증폭해 3∼4일간 분석하며 타겟유전자에 따른 변이형과 일부 세부계통을 구분해낼 수 있다. 변이PCR 분석은 단일 염기서열만을 증폭해 분석하는 방식으로 하루 이틀 내 결과를 알 수 있다. 검사인력과 확인·진단 수준의 장비만 있으면 되기 때문에 지방자치단체의 신속한 역학대응에 주로 쓰인다.

유전체 검사·분석실과 함께 이날 생물안전 3등급 ‘BL3’(Bio safety Level 3) 연구시설도 공개됐다. BL3 연구시설은 감염되면 증세가 심각하지만 치료는 가능한 질병을 일으키는 병원체를 취급한다. 코로나19의 원인 바이러스인 ‘SARS-CoV-2’, 사스(SARS·중증급성호흡기증후군), 메르스(MERS·중동호흡기증후군) 등이 여기에 해당한다. 세포 배양과 동물 감염실험 등이 이뤄지는 곳으로 감염성 물질의 외부 유출을 막기 위해 음압과 공조 시스템이 구축돼 있고 실험실 내·외부 공간은 24시간 모니터링된다.

질병청에 있는 최고가 분석 장비인 전장염기서열 생산 장비로 가격은 5억1900만원이다. 2020년 6월에 들여온 이 장비는 최대 400개의 샘플을 72시간 이내에 처리·분석한다. 질병청 제공

이지은 신종병원체분석과 보건연구관은 “코로나19 바이러스를 배양하면서 확진 또는 증상발현 이후 어디까지 배양(증식)되는지, 이에 따라 격리 해제 기준을 어떻게 정할지에 대한 특성 분석 실험이 진행된다”고 말했다. 또 이 연구관은 “백신효과가 새 변이마다 어떤 중화능을 보이는지 분석해 예방접종 계획을 어떻게 해야 하는지 등 살아있는 바이러스를 다뤄 특성을 분석하는 모든 실험이 이 공간에서 수행된다”고 설명했다. 우리 방역체계의 ‘근거’가 대부분 이곳의 실험을 통해 나오는 것이다.

연구원이 유전체 염기서열을 분석하는 모습. 질병청 제공

◆한달 전 모의훈련, 성공적인 초기 대응 ‘묘수’

앞으로 코로나19에 이어 또 다른 원인불명의 신종 감염병이 발생할 가능성은 크다. 질병청은 감염병 대비의 중요성을 재차 강조했다. 

코로나19 사태 초기에 알려진 사실이지만, 질병청(당시 질병관리본부)은 코로나19 발생 직전인 2019년 12월17일 중국 운남성에서 원인을 알 수 없는 감염병에 걸려 귀국한 내국인이 사망한다는 가정 아래 도상훈련(TTX)을 진행했다. 도상훈련은 지도나 도면을 기반으로 위기 시나리오별 대응 전략을 짜는 훈련이다. 사스와 메르스를 겪으면서 새 감염병이 창궐한다면 코로나 계열의 호흡기 바이러스일 가능성이 크다는 판단에 따른 조치였다.

2주도 안 돼 12월31일 중국 우한에서 원인불명의 폐렴이 발생했다는 소식이 전해졌다. 며칠 후인 1월3일 ‘원인불명 검사분석 태스크포스(TF)’가 가동됐고 1월9일 ‘판코로나’ 검사법을 구축했다. 메르스 등 기존 6가지 코로나바이러스와 일치하지 않으면 신종 코로나로 판정하는 식이다. 1월20일 첫 코로나19 확진자가 나오고, 24일 판코로나 검사법이 전국에 확대됐다. 세계에서 가장 빠른 코로나19 대응 진단·검사 체계가 시행된 배경이다.

생물안전 3등급 연구시설 ‘BL3’(Bio safety Level 3)에서 살아있는 코로나19 바이러스 등을 다루는 연구자가 보호구를 착용한 모습. 질병청 제공

김은진 과장은 “감염병 대응에는 준비가 중요한데 (결과물이) 눈에 보이지 않으니 돈만 드는 것 아니냐는 지적을 받는다”며 “이번 코로나19 사태로 그 준비가 의미있다는 것이 밝혀진 것”이라고 말했다. 김 과장은 “바이러스의 변화와 특성을 면밀히 관찰·분석해 대응 정책 근거를 마련하는 게 중요하다”며 “코로나19 첫 환자 발생부터 현재까지 매일 바이러스를 정밀 분석하며 미래 변이 탐지 기능까지 하는 이 실험실이 감염병 최전선 파수꾼인 셈”이라고 강조했다.

내년도 질병청 예산은 올해보다 약 37% 줄어든 3조6985억원으로 배정됐다. 코로나19 대응체계가 고위험군 중심으로 바뀐 영향이다. 다만 진단·분석 분야 예산은 이전보다 많이 늘어난다. 변이 바이러스 감시 강화를 위한 예산은 108억원으로 올해보다 107% 증가할 예정이다,

독립된 공간에서 연구원들이 바이러스 세포를 배양하는 등 각종 실험을 하고 있다. 안전상의 이유로 연구 시간은 3시간 정도로 제한되지만 “세포가 자라는 속도 등이 변이마다 다르기 때문에 실질적으로 ‘3시간 기준’을 지키며 실험하기는 어렵다”고 관계자는 설명했다. 질병청 제공

유천권 감염병진단분석국장은 “코로나19 바이러스가 처음 나왔을 때는 델타·알파·감마 등 ‘빅스텝’으로 변하는 등 굉장히 불안정했는데 지금은 오미크론 안에서 아형(서브타입)으로 변하고 있다”며 “‘스몰’(Small)이 모여 ‘빅’(Big)으로 갈 수도 있고 스몰, 스몰하다 줄어들 수 있다. 누구도 확신할 수는 없지만, 갑자기 마이너가 뚫고 나오기는 쉽지 않아서 당분간은 오미크론이 유행을 주도할 것”이라고 예상했다.

청주=이정한 기자 [e-mail]